package com.basic.juc;

import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

/**
 * locate com.basic.juc
 * Created by mastertj on 2018/4/4.
 * 
 * 自定义阻塞队列实现
 * 
 * BlockingQueue：顾名思义，首先它是一个队列，并且支持阻塞的机制，阻塞的放入和获取数据。
 * 本类实现了类似于LinkedBlockingQueue的两个核心方法：
 * 
 * 1. put(Object)：将元素添加到队列中
 *    - 如果队列已满，调用此方法的线程将被阻塞，直到队列有空间可用
 *    - 使用synchronized和wait/notify机制实现阻塞和唤醒
 * 
 * 2. take()：从队列头部获取并移除一个元素
 *    - 如果队列为空，调用此方法的线程将被阻塞，直到队列中有数据可用
 *    - 同样使用synchronized和wait/notify机制实现阻塞和唤醒
 * 
 * 阻塞队列在生产者-消费者模式中非常有用，可以协调生产者和消费者线程的工作节奏。
 */
/**
 * 自定义阻塞队列类
 * 实现了基本的阻塞队列功能，支持阻塞的put和take操作
 */
public class BlockingQueue {
    // 队列容量的上限和下限
    private final int minsize = 0; // 队列的最小容量（空队列）
    private final int maxsize; // 队列的最大容量，通过构造函数指定

    // 使用LinkedList作为内部存储结构
    private List<Object> list = new LinkedList<>();

    // 使用AtomicInteger作为线程安全的计数器，记录队列中的元素数量
    // AtomicInteger提供了原子操作，避免了在多线程环境下的数据竞争
    private AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);

    // 用于同步的锁对象，所有需要同步的操作都使用这个锁
    private Object lock = new Object();

    /**
     * 构造方法，指定队列的最大容量
     * 
     * @param maxsize 队列的最大容量
     */
    public BlockingQueue(int maxsize) {
        this.maxsize = maxsize;
    }

    public static void main(String[] args) {
        BlockingQueue blockingQueue = new BlockingQueue(5);
        blockingQueue.put("a");
        blockingQueue.put("b");
        blockingQueue.put("c");
        blockingQueue.put("d");
        blockingQueue.put("e");

        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                blockingQueue.put("f");
                blockingQueue.put("g");
            }
        });

        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                Object take1 = blockingQueue.take();
                Object take = blockingQueue.take();
                System.out.println(take + " " + take1);
            }
        });

        t1.start();
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        t2.start();
    }

    public void put(Object obj) {
        synchronized (lock) {
            while (count.get() == this.maxsize) {
                try {
                    lock.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

            // 1.添加元素操作
            list.add(obj);
            // 2.计数器加一
            count.incrementAndGet();
            // 3.唤醒另一个线程
            lock.notify();
            System.out.println("新加入的元素: " + obj);
        }
    }

    public Object take() {
        Object res = null;
        synchronized (lock) {
            while (count.get() == this.minsize) {
                try {
                    lock.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

            // 1.移除元素操作
            res = list.remove(0);
            // 2.计数器减一
            count.decrementAndGet();
            // 3.唤醒另一个线程
            lock.notify();
        }
        return res;
    }
}
